Индикационные свойства макрофитов при дистанционном исследовании зарастающих водных объектов

Интенсивное зарастание, заиление и заболачивание в последние десятилетия многих рек и водоемов, как результат все усиливающейся антропогенной нагрузки на природную среду, распространение инвазивных видов макрофитов и изменение климата, особенно остро обозначило проблему наличия знаний о гидроэкологических процессах в зарастающих водных объектах и факторах их обусловливающих. Мелководные зарастающие зоны, как правило, имеют наибольшую биологическую продуктивность и могут занимать площадь от нескольких сот квадратных метров до десятков тысяч квадратных километров. В силу специфичности формирующегося здесь экокомплекса, именно эти зоны, с одной стороны нередко являются основной «кухней» формирования качества воды и биопродуктивности водотоков и водоемов, а с другой – наименее изучены, из-за труднодоступности, сложности происходящих там процессов и невозможности применения традиционных методов исследования водных объектов. Зарастающие зоны часто называют «почками природы» из-за их способности к фильтрации, метаболизму и снижению уровня загрязняющих веществ.
Существует ряд примеров, когда отсутствие знаний о закономерностях функционирования природного комплекса зарастающих водных объектов влечет за собой неоправданные затраты и даже человеческие жертвы. Разные стадии зарастания, различия в гидродинамической активности водных масс и видовом составе высшей водной растительности (ВВР) вызывают диаметрально противоположные отклики в экосистеме водных объектов – от улучшения экологического состояния и качества воды в водоеме или водотоке до полной потери рыбопродуктивности и изменения самой экосистемы.
Водная растительность подвержена влиянию многих факторов внешней среды и, в зависимости от ее состояния, развивается в том или иной направлении, а поскольку структура и морфологические характеристики ВВР отражают состояние водной среды и донных отложений, сама она может рассматриваться как биоиндикатор. В общем случае индикационными признаками ВВР, отражающими экологическое состояние водных объектов, могут быть:
- появление или исчезновение в водном объекте видов-индикаторов;
- места произрастания видов-индикаторов;
- скорость распространения видов-индикаторов;
- видовая структура растительной ассоциации (соотношение видов);
- пространственная структура одновидовых фитоценозов;
- морфологические особенности растений;
- наклон растительности как индикатор динамики водных масс.
Совокупность этих признаков позволяет достаточно точно судить о глубинах воды, скоростях и направлении течений, динамике взвешенных наносов, типе, состоянии и свойствах донных отложений, направленности руслового процесса, а также на ранних стадиях установить возможность зарождения новой гидрографической сети и дать фоновый прогноз тенденций ее развития. Например, хорошими индикаторами зон со слабой гидродинамической активностью являются кувшинка чисто-белая, кубышка желтая, лотос орехоносный, чилим. В таких зонах формируются органические илы, чему активно способствует присутствие роголистника темно-зеленого, элодеи канадской, наяды малой. Индикатором наличия заторфованных илов выступает телорез алоэвидный, а зон сплавинообразования и заболоченных участков - хвощ приречной, в то время как места произрастания валлиснерии спиральной могут служить индикатором распространения мелкозернистых песков и плотных донных отложений. Индикатором направления течений воды может быть мягкая растительность в толще воды, особенно рдесты. Учитывая, что, например, низовья дельты Волги и отмелая зона устьевого взморья площадью около 15 тыс. км2 малодоступны (за исключением некоторых рыбоходных и судоходных каналов) фитоиндикация динамики водных масс приобретает практический интерес и открывает широкие возможности для применения дистанционных методов.
Работа выполнена в рамках темы №FMWZ-2022-0002 Государственного задания ИВП РАН.